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煤炭绿色清洁利用的典范

——探寻兖矿转型发展之路

2016-07-14 作者: 来源: 大众日报


  □陈晓婉 袁媛 李进
  
  7月6日,陕西榆林,20位中国工程院院士云集兖矿,从环境、资源和能源安全角度,为兖矿绿色转型发展和中国能源产业安全洁净高效发展建言献策。兖矿最新推进的煤炭清洁利用与高效开采技术创新成果也向外界“曝光”。
  “煤炭产业发展必须要适应新能源和可再生能源发展对传统煤炭生产企业的影响。煤制油、煤制化工原料是煤炭清洁高效利用的重要方向。兖矿集团顺应能源革命的要求,就是抓住了产业发展的‘牛鼻子’。”中国工程院能源与矿业工程学部主任彭苏萍对兖矿集团煤炭绿色清洁利用的做法赞不绝口。 
  多年来,兖矿致力于推进煤炭开采向绿色清洁高效利用转变。兖矿集团董事长、党委书记李希勇认为,院士们的意见建议为企业未来发展进一步指明了方向,兖矿将迅速发展以煤制油、煤化工为代表的能源化工产业,形成煤炭开发与深加工、煤化生产与新能源开发为一体的能源发展新格局。
  
  煤制油助力产业绿色转型
  近年来,煤炭产业发展陷入低谷,一方面煤被认为是全球气候变化和我国雾霾天气不断加剧的“元凶”,另一方面其他能源对煤炭行业发展的冲击,致使煤炭市场持续低迷,中国煤炭行业陷入困境。
  煤炭产业转型升级之路何去何从,兖矿对此早有谋划。2015年9月18日,兖矿集团在榆林投资的煤炭间接液化制油项目一期工程实现全流程贯通,并产出欧V标准的优质油品。柴油样品像水一样洁净清亮,是一种洁净环保的优质能源,且产品中十六烷值很高,动力性能强。
  李希勇说:“国家示范工程——国内首套百万吨级具有自主知识产权的未来能源煤间接液化制油项目,与国内外同类技术相比,具有柴油选择性高、吨油品催化剂消耗低、费托合成反应器生产强度大、能量利用效率高等优点,碳转化率高达98%—99%。同时,契合当前环境保护的大趋势。煤炭利用率、转化率和水资源节约率均为国际国内最优。”
  苏义脑院士十分看好这个技术。当他听说未来还要分两期三步建设1000万吨/年油品和化学品煤洁净利用工程,进一步增加产品种类、延伸产业链时非常高兴:“从世界战略格局看,必须坚定地搞好精细煤化工,中国能源安全不能受制于人。煤制油技术不在于能够变出来多少油,而在于有这套技术可以为我们的石油提供一种基本的战略性保障和储备。煤制油技术了不起!”
  李阳院士也强调,兖矿是创新型企业,下一步的目标应该是支撑发展、引领未来,朝着煤炭清洁发展、煤化工发展的前沿方向,持续地进行研究和创新,取得更好的发展成果。他建议煤制油项目要进一步丰富油种,这对保证我国能源战略供应意义重大。
  中国科学院高能物理所陈森玉院士指出:“中国富煤少油,要加大力度和投资,对煤炭一定要清洁绿色利用,支持煤制油,就是支持中国特色的能源结构。世界上不会有人替你解决煤炭的绿色应用问题。”
  
  从引进技术到技术引领
  兖矿集团一举实现我国自主知识产权的煤间接液化制油技术的真正产业化生产,在我国煤炭清洁高效利用技术产业发展史上开篇留印。
  李希勇在当天的煤制油项目试车成功发布会上对外宣布:“清洁高效利用是煤炭产业转型升级的大方向。兖矿集团要争当煤炭清洁高效利用的示范者、引领者、推动者。”
  在煤制油的先行先试中,兖矿的确走在了全国前列。
  2002年,兖矿引进煤制油专家孙启文博士,在上海组建煤间接制油研发团队,先后成功进行了低、高温费托合成万吨中试,成为全国唯一一家同时掌握高低温费托合成技术的公司。
  2013年7月,时任兖矿集团董事长、党委书记的张新文和总经理李希勇上任后,将煤制油项目加速推进,把未来能化煤制油项目列为兖矿集团“一号工程”,定位为关系集团长远发展“增长极”、“利润源”、“胜负手”。
  煤制油项目规模浩大、系统复杂,建设之难,超乎想象。百万吨煤间接制油装置累计使用的钢筋和钢结构总重就达12.3万吨;敷设电缆6356.3公里;铺设各种管材1011公里;铺设路面总面积57.26万平方米,相当于天安门广场总面积的1.3倍之多!
  俗话说“摸着石头过河”,可是对于兖矿煤制油化工产业来说,新装备、新工艺、新技术,可摸的“石头”都没有,只能是自己闯、自己试、自己干。
  速度与精雕细琢多不相容,兖矿却实现了两者兼顾,攻下了一道道施工“堡垒”,完成了一项又一项十分艰巨的任务。金鸡滩煤矿建成后比概算投资降低9%,未来能源煤制油项目比概算投资降低5%。
  陕西未来能源公司董事长、煤液化及煤化工国家重点实验室主任孙启文博士说,未来能源煤制油项目采用50项专利技术。其中,核心的低温费托合成等技术具有自主知识产权,经中国石油和化学工业协会组织专家鉴定,达到世界先进、国内领先水平。与国内外同类技术相比,煤间接液化技术具有柴油选择性高、吨油品催化剂消耗低、费托合成反应器生产强度大、能量利用效率高等优点,碳转化率高达98%—99%。此系统满负荷运行每年可消化煤炭500万吨,年产115万吨油品和化工产品。
  不仅如此,煤制油项目还契合了当前环境保护的大趋势。未来能源按照循环经济、清洁生产和污染物总量控制要求,该项目采用国际先进技术进行硫回收及污水处理,实现污水近零排放,废气经处理后达标排放,固体废弃物全部无害化处理或综合利用。吨油品煤耗为3.441吨标煤,吨油品水耗9.29吨,水重复利用率达到98.26%,全部符合国家相关标准。
  中国工程院能源与矿业工程学部主任彭苏萍说:“推进煤炭开发利用的转型升级,科技创新是重要手段。兖矿集团再一次走在了全国前列。”
  
  转型升级动力强劲
  笔者了解到,煤制油项目的重大突破,只是兖矿集团清洁化发展的一个侧面。2009年,兖煤澳洲公司并购澳大利亚菲利克斯资源公司,依法承接了其拥有的超洁净煤能源公司。去年年初,兖矿超洁净煤(UCC)技术取得重大进展:完成联合实验,达到工业化实验的要求,进入商业化推广新阶段。
  UCC技术是一项通过化学工艺生产超洁净煤的专利技术,可将烟煤矿物质(灰分)降低到0.2%。用超洁净煤燃液作燃料,市场上现有的柴油发动机只要改进注喷液系统即可,无需进行重新设计。考虑综合成本因素,超洁净煤燃液发电比柴油发电成本低36%左右。截至目前,超洁净煤燃液在柴油发动机上运行100小时的试验已获成功。同时,该技术在中国、澳大利亚、日本、英国、加拿大、德国、印度、新西兰、俄罗斯、南非等12个国家申请并获得专利认可。
  据相关人员透露,超洁净煤燃液可实现煤的洁净和安全利用,有望成为一种可靠的战略能源,其技术和商业化开发将极大地推动我国煤洁净利用技术的发展进程,为未来煤炭企业的发展指出了新方向,为煤炭企业创新经营模式奠定了坚实的技术基础,也可以带动以超洁净煤为基础的新材料、新技术的开发。其在煤炭高效、清洁利用方面的表现,将为兖矿煤洁净转化技术跃居世界领先位置奠定基础。
  “清洁绿色利用煤炭,我认为确实是大有可为,是提倡的方向。呼吁国家重视煤炭的绿色利用,这种声音应该更响一些。”中国核动力研究设计院于俊崇院士说。
  多年来,兖矿先后承担国家技术创新项目以及科技攻关、科技支撑、863、973等国家级科技计划100余项。形成以大型矿井建设、厚煤层综放开采、煤矿防灭火、薄煤层综采、水煤浆气化、粉煤加压气化、煤气化发电与甲醇联产、煤炭间接液化为核心的煤炭安全高效开采与洁净利用技术体系,并实现了由引进消化吸收到技术引领的根本性转变。其中,“兖矿集团煤炭安全高效开采与洁净利用技术创新工程”荣获2013年度国家科学技术进步奖“企业技术创新工程类”二等奖。
  兖矿引进消化吸收国外先进煤气化技术,自主开发了水煤浆加压气化及气体净化制合成氨新工艺。在这个基础上,进一步开发了具有自主知识产权的多喷嘴对置式水煤浆气化技术,建成煤洁净利用多联产工业示范基地,开辟了我国煤炭高效洁净利用工业化发展的道路。
  除此之外,兖矿还承担完成国家“863”计划“煤气化发电与甲醇联产系统关键技术研发与示范”课题,建成我国第一套年产24万吨甲醇、80MW级发电的煤气化多联产示范装置。首次实现高效煤气化发电与甲醇多联产系统商业化运行。
  截至目前,兖矿拥有国内外有效专利900余项,其中发明专利217项,制定国家及行业标准23项。
  于俊崇院士参观完煤制油项目建设现场,感慨地说:“创新和科研工作精益求精的精神,值得我们学习。”
  兖矿集团董事长、党委书记李希勇为院士介绍煤化工发展情况
  □张锐 报道
  省国资委主任、党委书记张新文调研指导兖矿集团煤制油项目建设发展、安全运行和远景规划情况        □张锐 报道